草樓礦垂直扇形中深孔拉底參數優化

王 昭

（中國華冶科工集團有限公司安徽杜達分公司，安徽 六安 237000）

最小抵抗線是中深孔爆破的主要參數，最小抵抗線的大小會影響總體爆破效果。最小抵抗性低時會消耗大量炸藥，消耗工程較大經濟投入，在新工程中需要合理的確定中深孔的最小抵抗線。草樓礦二期工程礦體較為厚大，普氏系數為10～12，為堅硬巖石，裂隙發育中等，巖體穩固性較好，水平厚度為120m左右，采場垂直礦體走向布置，礦塊寬度36m，均分為礦房和礦柱，采用VCR采礦法，底部采用垂直扇形中深孔拉底，正常回采時使用大直徑深孔側向崩礦方式。出礦結構為平地塹溝形式，單側出礦進路，根據礦房規格，設計拉底寬度為18m，拉底高度為15m，邊孔坡面角為45°～52°。

1 爆破試驗

1.1 總體方案

為保證日常礦山生產各道工序作業順利進行，爆破試驗期間，中深孔施工設計參數對前期參數進行調整，對排位間距1.3m進行實驗。單排炮孔由原15孔調整為13孔，孔底距1.8m；單排爆破崩礦691.6噸，每米炮孔崩礦量4.2t/m，炸藥單耗0.56kg/t（不包括返粉損耗）。根據試驗區礦塊實際情況，考慮爆破試驗各進路相互影響因素，為取得較好試驗效果，設計通過各進路開始排位調整，將爆破試驗各炮排在走向拉齊。爆破試驗排間距遵循由小到大過程，依次為1.3m、1.4m、1.5m、1.6m。每條進路各級排間距布置2排，這樣每級排間距炮排試驗8排。另外考慮到1.5m和1.6m兩級排間距較大，若爆破不成功，后期處理相當危險，設計時在其試驗排后1.0m處增加一備用炮排，若試驗排爆破不成功，啟動其備用炮排。

本次試驗炮排設計孔底距1.8m，設計單排13孔，孔徑65mm，每排炮孔總長163.43m，具體炮孔各級排間距試驗炮排經濟參數見下表。

表1 中深孔爆破試驗技術參數表

該試驗排爆破每次每條進路沿走向拉齊，各爆破一排，單排同段，進路間孔內微差延時一次起爆；爆破所用炸藥為建設單位提供的粒狀乳化銨油炸藥。

1.2 試驗分析

本次爆破試驗總體上按設計方案要求實施，本次爆破過程及爆破后出礦效果安排專人記錄，統計整理。各級排間距炮排爆破試驗實際情況如下。

（1）排距1.3m炮排，共計爆破試驗記錄3排，分別為05進路第6排，06進路第8排，07進路第10排。各排爆破成功，出礦爆堆塊度偏小；3排共計爆破崩落礦量2074.8t，消耗炸藥1245kg（不計返粉），平均每米炮孔崩礦量4.2t，炸藥單耗0.6kg/t。

（2）排距1.4m炮排，共計爆破試驗記錄6排，分別為05進路第7、8排，06進路第9、10排，07進路第11、12排。各排爆破成功，出礦爆堆塊度大部分100mm～300mm，出礦爆堆塊度較小；6排共計爆破崩落礦量4468.8t，消耗炸藥2500kg（不計返粉），平均每米炮孔崩礦量4.6t，炸藥單耗0.56kg/t。

（3）排距1.5m炮排，共計爆破試驗記錄5排，分別為05進路第9排，06進路第11、13排，07進路第13、15排。各排爆破成功，出礦爆堆塊度大部分300mm～500mm，塊度適中；5排共計爆破崩落礦量3990t，消耗炸藥2075kg（不計返粉），平均每米炮孔崩礦量4.9t，炸藥單耗0.52kg/t。

（4）排距1.6m炮排，共計爆破試驗記錄2排（其它各排由于裝藥時工人誤將其前備用炮排裝入炸藥，達不到爆破試驗目的，未作統計），分別為05進路第15排，07進路第19排。各排爆破成功，爆堆初期出礦塊度100mm左右，中期塊度400mm左右，后期塊度500mm～700mm左右，塊度不均勻，部分塊度稍微偏大。2排共計爆破崩落礦量1702t，消耗炸藥680kg（不計返粉），平均每米炮孔崩礦量5.2t/m，炸藥單耗0.4kg/t。

1.3 試驗結果

通過以上各級排間距炮排現場爆破試驗，實際檢驗了各級爆破參數在生產應用中的效果，基本達到了本次爆破試驗目的。爆破試驗過程中隨著排距級別的增加，裝藥密度有所增加，炸藥單耗波動不大，基本控制在0.4kg/t～0.52kg/t；出礦塊度隨著排距的增加總體有所增大，但基本控制在600mm以下，大塊率較低。通過以上分析可以看出，生產中深孔排距控制在1.5m～1.6m較為合適。該礦區后期采場中深孔設計根據現場實際礦巖情況，可在排距1.5m及1.6m各爆破參數組中選擇合適參數。

2 現場施工

2.1 孔網設計

中深孔布置：孔底距1.8m，排距1.5m；垂直扇形孔布置，每排13孔，孔徑65mm。拉槽孔排面與切割井長軸平行，與礦房孔排面垂直，礦體有轉折時，轉折處排距適當減小，排面逐步變向。

（1）切割槽布置于礦房中心偏下盤位置。

（2）切割井超出中孔槽區高度1000mm以上，確保中孔拉槽高度，中深孔槽區超出正常拉底高度500mm以上，保證中孔拉底效果。

2.2 中深孔施工

中深孔施工過程中需要保證一定的準確率，偏斜率過大會造成拉底時拒爆懸頂、爆破深度不夠，爆破提前衰減等影響。為保證深孔偏斜率，具體措施如下。

（1）施工前，由測量人員現場標定排位和頂部支撐點，然后安裝調整好鉆機位置。

（2）開孔時，嚴格控制鉆孔速度，當開孔至100mm～200mm時，采用角度規對于鉆孔重新校核定位。當鉆進至裂隙、斷層和破碎區域時，降低沖擊沖壓及轉進速度，防止出現通孔或底孔抵抗線過大的現象。

（3）鉆孔完成以后，采用角度規對中深孔進行檢測，當中深孔角度及深度不符合設計要求時，需進行補孔，及時將作廢的空孔進行充填或阻塞。

2.3 裝藥爆破

（1）切割槽爆破

切割槽一次爆破完成，孔口采用φ40×400mm柱狀藥卷作為起爆藥，配兩發同段別非電毫秒微差導爆管雷管，正向孔口起爆，留0.6m～0.8m堵塞炮泥。

（2）拉底爆破：

單次爆破排數為6～8排，孔口敷設起爆藥包、導爆管，要保證裝藥密實，以免沖炮。裝藥后應用炮泥堵塞，堵塞長度不得少于26cm，并用木楔子楔緊。采用非電毫秒微差導爆管雷管復式起爆，正向孔口起爆。

（3）炸藥單耗：根據中孔爆破設計，炸藥單耗0.52kg/t。

圖1 起爆網絡

（4）采礦生產主要技術經濟指標

采礦主要技術經濟指標見下表：

表2 中深孔采礦生產主要技術經濟指標表

3 試驗結果

通過實驗研究，調整扇形中深孔排距，合理選擇最小抵抗線，可以保證中深孔拉底效果，降低爆破單耗，爆破后礦堆塊度合理，爆破危害效應小，減少了爆破對進路的損壞，為礦山開采生產提供可靠的技術支持。